МЭК 60870-6

IEC 60870, часть 6, в области электротехники и автоматизации энергосистем , является одним из набора стандартов IEC 60870 , которые определяют системы, используемые для телеуправления ( диспетчерского управления и сбора данных ) в автоматизации электротехники и энергосистем приложениях ( . Технический комитет 57 МЭК Рабочая группа 03) разработал часть 6, чтобы предоставить профиль связи для отправки основных сообщений телеуправления между двумя системами, который совместим со стандартами ISO и рекомендациями ITU-T.

Сопутствующие стандарты

Эти стандарты включают в себя:

• IEC 60870-6-1 Контекст применения и организация стандартов
• МЭК 60870-6-2 Использование базовых стандартов (уровни OSI 1–3)
• IEC 60870-6-501 TASE.1 Определения услуг
• IEC 60870-6-502 TASE.1 Определения протокола
• IEC 60870-6-503 TASE.2 Услуги и протокол
• IEC 60870-6-504 TASE.1 Пользовательские соглашения
• EC TR 60870-6-505 TASE.2 Руководство пользователя
• IEC 60870-6-601 Функциональный профиль для предоставления транспортных услуг с установлением соединения в конечной системе, подключенной через постоянный доступ к сети передачи данных с коммутацией пакетов.
• Транспортные профили IEC 60870-6-602 TASE
• IEC 60870-6-701 Функциональный профиль для предоставления прикладной службы TASE.1 в конечных системах.
• IEC 60870-6-702 Функциональный профиль для предоставления прикладной службы TASE.2 в конечных системах.
• МЭК 60870-6-802 TASE.2 Объектные модели

Национальные сети

Типичная национальная энергосистема включает в себя иерархию центров управления для управления выработкой, передачей и распределением электроэнергии по всей сети:

• один или несколько центров управления системой, отвечающих за планирование выработки электроэнергии для удовлетворения спроса потребителей, а также за управление крупными перебоями и сбоями в сети.
• центры управления генерацией, отвечающие за управление работой электростанций (угольных, газовых, атомных, солнечных, ветровых и т. д.), а также за регулирование вырабатываемой электроэнергии в соответствии с требованиями центра управления системой.
• центры управления передачей, отвечающие за передачу электроэнергии от электростанций к распределительным сетям.
• центры управления распределением, отвечающие за распределение электроэнергии от сетей передачи отдельным потребителям.

До развития электроники и телекоммуникационных сетей вся координация между центрами управления осуществлялась по телефону. Однако развитие систем SCADA ( диспетчерского управления и сбора данных ) позволило осуществлять удаленное управление и мониторинг электроустановки из централизованных центров управления.

Первоначально отдельные производители SCADA разработали собственные «закрытые» протоколы связи центра управления с электрооборудованием на местах. За этим последовала разработка «открытых» протоколов отраслевых стандартов, таких как DNP3 и IEC 61850 . Однако ни один из этих протоколов связи не соответствовал требованиям связи между центрами управления. Чтобы удовлетворить эти особые требования к связи и координации между центрами управления, IEC разработала IEC 60870 набор стандартов .

Протокол связи между центрами управления

Протокол связи между центрами управления (ICCP или IEC 60870-6/TASE.2) используется коммунальными организациями по всему миру для обеспечения обмена данными по глобальным сетям (WAN) между центрами управления коммунальными предприятиями, коммунальными предприятиями, энергетическими пулами, региональными центрами управления и генераторами, не относящимися к коммунальным предприятиям. ICCP также является международным стандартом: Международной электротехнической комиссии Элемент 2 службы приложений телеуправления (IEC) (TASE.2).

Фон

Обмен данными между предприятиями в режиме реального времени стал критически важным для работы взаимосвязанных систем в большинстве частей мира. Например, развитие рынков электроэнергии привело к управлению электрическими сетями с помощью функциональной иерархии, разделенной границами коммерческих предприятий. На верхнем уровне обычно находится системный оператор, отвечающий за координацию диспетчеризации и общей безопасности системы. Ниже расположены региональные передающие компании, которые объединяют распределительные и генерирующие компании. В континентальных энергетических системах в настоящее время существует значительная взаимосвязь между международными границами. ICCP позволяет обмениваться информацией в реальном времени и исторической информацией об энергосистеме, включая данные о состоянии и управлении, измеренные значения, данные планирования, данные учета энергии и сообщения оператора.

Исторически сложилось так, что использовались специальные или собственные каналы и протоколы для обмена данными в реальном времени между системами . ICCP зародился как попытка разработать международный стандарт обмена данными в режиме реального времени в электроэнергетической отрасли. В 1991 году была сформирована рабочая группа для разработки стандарта протокола, разработки прототипа для тестирования спецификации, представления спецификации в IEC для стандартизации и проведения тестирования совместимости между развивающимися поставщиками. Первоначальным стимулом было соответствие требованиям Европейского общего рынка в 1992 году. Официальное обозначение первого протокола было TASE.1 (Элемент службы приложений телеуправления-1). Второй протокол TASE.2, использующий спецификацию производственных сообщений (MMS), по-видимому, стал самой популярной версией.

В США сети ICCP широко используются для объединения групп коммунальных компаний, обычно регионального системного оператора с передающими, распределительными и генерирующими компаниями. Региональные операторы также могут быть объединены для координации импорта и экспорта электроэнергии между регионами через основные межсетевые связи.

ICCP-функциональность

Базовая функциональность ICCP определяется как «Блоки соответствия», перечисленные ниже.объекты, которые используются для передачи данных, определены в различных частях IEC 60870-6.

Примеры данных описания блока:

1. Периодические системные данные: точки состояния, аналоговые точки, флаги качества, отметка времени, счетчик изменений значений, события защиты. Объекты ассоциации для управления сеансами ICCP.
2. Расширенный мониторинг состояния набора данных: обеспечивает возможность отчета по исключениям для типов данных, которые блок 1 может периодически передавать.
3. Блочная передача данных: предоставляет средства передачи типов данных Блока 1 и Блока 2 как поблочную передачу, а не по пунктам. В некоторых ситуациях это может снизить требования к пропускной способности.
4. Информационные сообщения: простые текстовые и двоичные файлы.
5. Управление устройством: запросы управления устройством: включение/выключение, отключение/закрытие, повышение/понижение и т. д., а также цифровые уставки. Включает механизмы взаимосвязанного управления и выбора перед операцией.
6. Управление программами: позволяет клиенту ICCP удаленно управлять программами, выполняющимися на сервере ICCP.
7. Отчеты о событиях: расширенные отчеты клиенту об ошибках и изменениях состояния устройства на сервере.
8. Дополнительные объекты пользователя: планирование, учет, информация о простоях и заводе.
9. Данные временных рядов: позволяет клиенту запрашивать отчет с сервера с историческими данными временных рядов между датой начала и окончания.

Протокольная архитектура

ICCP основан на принципах клиент/сервер. Передача данных происходит в результате запроса от центра управления (клиента) к другому центру управления (серверу). Центры управления могут быть как клиентами, так и серверами. ICCP работает на прикладном уровне модели OSI . Таким образом, поддерживаются любые физические интерфейсы, транспортные и сетевые сервисы, соответствующие этой модели. TCP/IP через Ethernet (802.3), по-видимому, является наиболее распространенным. ICCP может работать по одному каналу связи «точка-точка» между двумя центрами управления; однако более общий случай касается многих центров управления и маршрутизируемой глобальной сети. Логические связи или «ассоциации» между центрами управления носят совершенно общий характер. Клиент может устанавливать ассоциации с более чем одним сервером, и клиент может устанавливать более одной ассоциации с одним и тем же сервером. Несколько ассоциаций с одним и тем же сервером могут быть установлены на разных уровнях качества обслуживания, чтобы данные с высоким приоритетом в реальном времени не задерживались из-за передачи данных с более низким приоритетом или передачи данных не в реальном времени.

Контроль доступа

ICCP не обеспечивает аутентификацию или шифрование . Эти услуги обычно предоставляются нижними уровнями протокола. ICCP использует «двусторонние таблицы» для контроля доступа. Двусторонняя таблица представляет собой соглашение между двумя центрами управления, соединенными каналом ICCP. В соглашении определяются элементы данных и объекты, к которым можно получить доступ по ссылке, а также разрешенный уровень доступа. После установления соединения ICCP содержимое двусторонних таблиц на сервере и клиенте обеспечивает полный контроль над тем, что доступно каждой стороне. В таблицах сервера и клиента должны быть совпадающие записи, чтобы обеспечить доступ к данным и объектам.

Совместимость

Широкое признание ICCP в коммунальной отрасли привело к появлению на рынке нескольких продуктов ICCP. Хотя совместимость не считается областью высокого риска, стандарт таков, что реализация не обязана поддерживать все блоки соответствия, чтобы заявить о соответствии стандарту. Для минимальной реализации требуется только Блок 1. Необходимо реализовать только те блоки, которые необходимы для достижения требуемой функциональности. Также нет необходимости поддерживать все объекты, определенные в стандарте для какого-либо конкретного блока. Особенностью разработки протокола ICCP было тщательное тестирование совместимости продуктов некоторых основных поставщиков. Доступны независимые отчеты, а также, несомненно, отчеты поставщиков. Покупатель ICCP должен определить необходимую функциональность с точки зрения требуемых блоков соответствия и объектов внутри этих блоков. Профили приложений для соответствия требованиям клиента и сервера ICCP должны совпадать, чтобы канал работал успешно.

Дифференциация продукта

ICCP — это протокол обмена данными в реальном времени, обеспечивающий функции передачи, мониторинга и управления данными. Для полноценного соединения ICCP необходимы средства для управления и настройки канала, а также мониторинга его производительности. Стандарт ICCP не определяет какой-либо интерфейс или требования к этим функциям, которые необходимы, но, тем не менее, не влияют на совместимость. Аналогично, схемы аварийного переключения и резервирования, а также способ реагирования SCADA на запросы ICCP не являются проблемой протокола, поэтому не указаны. Эти неспецифичные для протокола особенности называются в стандарте «проблемами локальной реализации». Разработчики ICCP могут решать эти проблемы любым способом. Локальное внедрение — это средство, с помощью которого разработчики должны дифференцировать свой продукт на рынке с добавленной стоимостью. Дополнительные деньги, потраченные на продукт с хорошо развитыми инструментами обслуживания и диагностики, вполне могут быть многократно сэкономлены в течение срока службы продукта, если ожидается, что использование соединения ICCP будет расти и меняться.

Конфигурации продукта

Коммерческие продукты ICCP обычно доступны в одной из трех конфигураций:

1. Как собственный протокол, встроенный в хост SCADA.
2. В качестве сетевого сервера.
3. В качестве процессора шлюза.

Будучи встроенным протоколом, инструменты и интерфейсы управления ICCP являются частью полного набора инструментов для SCADA. Эта конфигурация обеспечивает максимальную производительность благодаря прямому доступу к базе данных SCADA без необходимости какой-либо промежуточной буферизации. Этот подход может быть недоступен в качестве дополнения к устаревшей системе. Приложению ICCP может быть ограничен доступ только к среде SCADA, в которую оно встроено.

Сетевой сервер, использующий стандартную коммуникационную сеть с хостом SCADA, может обеспечить производительность, приближающуюся к производительности встроенного приложения ICCP. Что касается интерфейса приложения, ICCP не ограничивается средой SCADA, а открыт для других систем, таких как отдельный архив данных или другие базы данных. Безопасностью может быть проще управлять, если сервер ICCP отделен от действующих систем реального времени. Подход процессора шлюза аналогичен сетевому серверу, за исключением того, что он предназначен для устаревших систем с минимальными сетевыми возможностями связи и поэтому имеет самую низкую производительность. В самой минимальной ситуации шлюз ICCP может взаимодействовать с хостом SCADA через последовательный порт аналогично RTU SCADA.

См. также

• МЭК 60870-5
• МЭК 61850

Внешние ссылки

• ICCP
• Открыть ICCP